国内外保护地农业现状及发展趋势

韩金星

（广西大学农学院，南宁 350004）

摘要：介绍了国外保护地农业的发展现状和发展趋势，在对国内保护地农业现状进行分析的基础上，提出了相应的发展建议。

关键词：设施农业；保护地农业；现状；趋势

引言

设施农业是在人为可控环境保护设施下的农业生产。目前已由简易塑料大棚、温室发展到具有人工环境控制设施的自动化、机械化程度极高的现代化大型温室和植物 工厂。设施农业在具有高附加值、高效益、高科技含量的设施园艺领域发展迅速，其栽培对象主要为蔬菜、花卉和果树。近年来，设施畜牧业养殖也在逐渐兴起。

我国设施农业的发展，以超时令、反季节生产的设施园艺作物的发展为主，且发展迅猛。1997年设施园艺作物栽培面积达86.7万公顷，较80年代初期的栽培面积增长 了128 倍，人均设施蔬菜占有量1996～1997年为33公斤，较1980～1981年人均设施蔬菜占有量增长了近1倍。2001年，我国设施园艺面积将突破100万公顷，全国设施蔬菜人均占有量将达到40公斤。

塑料大棚、中棚及日光温室为我国主要的设施结构类型。其中能充分利用太阳光热资源、节约燃煤、减少环境污染的日光温室为我国所特有。1997年我国日光温室面 积已超过近16.7万公顷。由农业部联合有关部门试验推广的新一代节能型日光温室,每年每亩可节约燃煤约20吨。采用单层薄膜或双层冲气薄膜、PC板、玻璃为覆盖材料 的大型现代化连栋温室，具有土地利用率高、环境控制自动化程度高和便于机械化操作等特点，自1995年以来，呈现出迅猛发展之势，目前全国共有大型温室面积200公顷，其中自日本、荷兰、以色列、美国等国家引进的温室面积达140公顷。

设施园艺栽培技术的不断提高和发展，新品种、新技术及农业技术人才的投入，提高了设施园艺的科技含量。现已培育出一批适于保护设施栽培的耐低温、弱光、抗 逆性强的设施专用品种。工厂化育苗、嫁接育苗、喷灌、滴灌、无土栽培技术、小型机械、生物技术和微电脑自控及管理的使用，提高了劳动生产率，使栽培作物的产量和质量得以提高。

1 国内外设施农业发展概况

1.1设施农业发展概况

设施农业是科技含量高、高投入、高产出、高效益的集约化生产方式，国外发展速度很快。世界设施面积已达60余万ha，其分布见表1。

表1 世界普通塑料温室面积分布情况

国家或地区 中国 日本 韩国 以色列 英国 法国 意大利 西班牙 葡萄牙 匈牙利 捷克 罗马尼亚 北欧 美洲

面积（ha）

300000（其中日光温室167000

塑料大棚133000ha）

48800 47500

2100（包括玻璃温室）

1000 5500 15400 12100 2000 2285 3600 1200 16700 15600

资料来源与年份

1996年

（日）农林水产省统计资料，1995年

（日）《设施园艺手册》，1997

《Plasticulture>，1994 （日）内海氏，1996年

同 上 同 上 同 上 同 上 同 上 同 上 同 上

Wittwrer和Castilla，1995 Wittwrer和Castilla，1995

荷兰、日本、以色列、美国、韩国、西班牙、意大利、法国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家，其设施设备标准化程度、种苗技术及规范化栽培技术、植物保护及采后加工商品化技术、新型覆盖材料开发与应用技术、设施综合环境及农业机械化技术等有较高的水平，居世界领先地位。 1.2国内外研究进展

1.2.1国外保护地农业现状及发展

保护地农业理论界一般认为其从属于设施农业(Installment Agriculture)(陈志国等，2002)[1],其是以人工可控制的技术手段，尽可能使生物生活要素处于最佳状态，从而使生物现实生产力逐步逼近最大生产力的技术手段。设施农业虽然占已有之，但在传统农业时期难有规模。国外最早的设施农业可能是公元1世纪是罗马帝国应用“透明石头”保护地栽培黄瓜这一事例。设施农业是在第二次世界大战后塑料增加应用时才完全发展起来的。但大规模的现代型设施农业是近10年随着农业环境工程技术的突破而迅速发展起来的一种集约化程度很高的农业生产技术。随着现代S业向农业的渗透和微电子技术的应用，集约型设施农业在美国、荷兰、日本等一些发达国家得到迅速发展，并形成了一个强大的支柱产业。近年来，世界各国设施农业涉及的技术领域及生产领域主要有以下几个方面〔范海涛，2003) [2]:

(1) 农作物地膜覆盖栽培。这是一种利用地膜覆盖农田，以提高地温、保持土壤水分、促进有机质分解、提高作物生产量的设施农业技术。它的技术比较简便易行因而运用较广。自加世纪70年代地膜覆盖技术兴起，迅速在欧美、日本等国家得到普及，80年代以后，大多数发展中国家应用地膜覆盖的农田面积和范围不断扩大.

(2) 园艺作物温室栽培。目前，园艺作物温室栽培主要包括塑料大棚温室栽培和现代玻璃房栽培两类。世界上塑料大棚栽培最多的国家是意大利、西班牙、法国、日本等国。主要发展大棚蔬菜、花卉生产.玻璃房温室是荷兰、英国、法国、德国、日本等国家发展的一种现代化温室，这种温室可以自动控制室内的温度、湿度、灌溉、通风、二氧化碳浓度和光照，每平方米温室一季可产番茄30-50kg,黄瓜40kg,相当于露地栽培产量10倍以上。

(3) 温室无土栽培技术。无土栽培技术是随着温室生产发展而研究采用的一种最新栽培方式。由于它按照植物需要配制基质营养液或无基质营养液，使得它能完全具有、甚至超过土壤所供给的各种营养物质。因此更能促进各种作物生长发育。目前世界上已有100多个国家将无土栽培技术用于温室生产。美国目前无土栽培的蔬菜温室面积约有2000多hm2，主要采用袋培方式，番茄每公顷产量为27-33万kg，黄瓜27-45万kg。荷兰全国无土栽培面积约3500 hm2，主要栽培方式为岩棉栽培，番茄平均每公顷产量为37.5万kg，黄瓜40-45万kg。日本无土栽培面积为245公顷，目前正在扩大基质栽培面积和发展岩棉栽培，英国近年研究出一种新型水培系统，可以自动调节营养液浓度。

(4) “ 植物工厂 ”。“植物工厂”是目前最高水平的设施农业，是继温室栽培之后发展的一种高度专业化、现代化的设施农业。“植物工厂”与温室生产不同点在于，“植物工厂”完全摆脱大田生产条件下自然条件和气候的制约，是在完全密闭、智能化控制条件下实现按设计工艺流程全天候生产或周年均衡生产，工厂内的作业就是操作计算机.目前，高效益的植物工厂在某些发达国家发展迅速，实现了工厂化生产蔬菜、食用菌和名贵花木等。美国现在正在研究利用“植物工厂”种植小麦、水稻以及进行植物组织培养和快繁、脱毒。据报道，近年日本己有企业建立了植物工厂，并安装有农用机器人，从播种、培育到收获实现了电气化。由于这种植物工厂的作物生长环境不受外界气候等条件影响，蔬菜种苗移栽2周后，即可收获，全年收获产品20茬以上，蔬菜年产量是露地栽培的数十倍，是温室栽培的10倍以上。荷兰、美国采用工厂化生产蘑菇，每厂每年可栽培6.5周期，产菇过程25.27kg/m2。此外，在植物工厂可实现无土栽培，不用农药，能生产无污染的蔬菜等。

(5) 工厂化养畜禽技术。工厂化养畜禽是通过畜禽舍创造最适宜的卫生环境和小气候，以机械、电器代替手工劳动，以先进的畜牧业技术(包括饲料配合、现代饲养管理方式及先进的繁殖技术)改善生产流程从而取得高的劳动生产率、良好的饲料效率、最大的经济效益，达到高产、高效、优质、低耗的目标。由于设施农业摆脱了传统农业生产条件下自然气候、季节的制约，不仅使单位面积产量及畜禽个体生产量大幅度增长，而且保证了农牧产品，尤其是蔬菜、瓜果和肉、蛋、奶的全年均衡供应。欧美发达国家广泛采用设施农业，建设规模巨大的现代化畜、禽养殖场;日本和一些东南亚国家的近海水产养殖上也广泛采用人工设施等(RaananKatzir, 2000) [11].

根据有关方面的调查研究资料(中国科技部、农业部)及有关专家的分析，近期及未来全球“设施农业”

发展的趋势可归为以下6个方向(过建春等，2002) [4]:( 1)无土栽培发展迅速。在发达国家的设施农业中，无土栽培与温室面积的比例。荷兰超过70%，加拿大超过50%，比利时达50%。美、日、英、法等国的无土栽培面积分别达到250-400hm2. (2)覆盖材料多样化。北欧国家多用玻璃。法国等南欧国家多用塑料，日本应用聚氯乙烯膜，美国多用聚乙烯膜双层覆盖。覆盖材料的保温、透光、遮阳、光谱选择性能渐趋完善。(3)温室生物防治技术将得到进一步发展。为防治温室内部的化学物质的污染，发达国家重视在温室内减少农药使用量，大力发展生物防治技术。如荷兰温室的青椒，生物防治的商品率己经达到80%-90%. (4)广泛建立和应用喷灌、滴灌系统。以往，发达国家灌溉是以土壤含水量或水位为依据进行喷灌管理，现在世界上正在研究以作物需水信息为依据的自动化灌溉系统。(5)向大型方向发展。有关资料显示，目前在农业技术先进的国家，每栋温室的面积基本上都在0.5hm2以上。连栋温室得到普遍推广，温室的栋高在4.5m以上，玻璃面积增大。温室空间扩大后，可进行立体栽培和便于机械化作业。(6)向机械化、自动化方向发展。设施内部环境因素(如温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度等)的由过去单因子控制向利用环境、计算机多因子动态控制系统发展。发达国家的温室作物栽培，己普遍实现了播种、育苗、定植、管理、收获、包装、运输等作业的机械化、自动化。 1.2.2国内保护地农业现状及发展

我国保护地农业的历史悠久，早在唐代(公元618-907年)就有利用暖房栽培葱、韭供皇室御用的记载(廖允成等，1998)。进入上世纪七十年代以来，我国陆续从国外引进温室，这其中以日光温室、塑料大棚、遮阳网搜盖栽培为代表。改革开放以后，我国的设施农业更是迅猛发展，截至1997年，我国共有设施农业用地86.7万hm2(见表1-1)，其中塑料中小棚40.7万hm2.塑料大棚23.3万hm2、日光温室22.7万hm2 (其中现代大型温室200 hm2) (杨其长等，2001) [5]

目前 ， 我国主要的设施结构类型为塑料大棚、中棚及日光温室。独具中国特色的日光温室，以节能为突出特点，尤其对解决我国北方地区冬季蔬菜供应起到了举足轻重的作用，受到世人瞩目。但除了一些大城市近郊外，一般都是因地制宜、就地取材建立的简易保护性设施，这些简易设施的缺点是土地利用率仅为50%，此外，技术含量低，不能对光、温、气等进行有效，空间狭小，难以实现机械化作业。抵御自然灾害能力和耐久性差，在低温、霜冻、台风、高温期间栽培作物常受伤害，安全性、增产、增收的稳定性得不到保障。设施内作业以手工为主。按着传统的作业方式和经验进行管理，工作效率低.作业环境差，产量低，产品质量也满足不了市场的需求，一些自动化、机械化、智能化环境等现代高新技术还儿乎是空白。在设施园艺、设施装备及栽培技术的研究开发、特别是工厂化高效农业设施技术的开发应用方面与发达国家相比还有很大的差距。

表1 1997年我国设施农业基本情况 主要设施 塑料中小棚

栽培面积（hm2） 占总面积的比重

（%） 40.7万

46.9

产量（kg/m2）

主要优势

塑料薄膜低空（一般低于2m）覆盖为主，多用于城郊及近郊蔬菜生产 为蔬菜生产不适季节提供优越的温度条件，使其生育期提前 节能效果显著，使得在北纬40-41º以上的严寒地区，不用人工加温，实现严冬季节果蔬生产 实现温、光、水、气、肥、多种因子全程控制，可周年均衡生产

塑料大棚 23.3万 26.9 3

日光温室 22.7万 26.2 6-10

现代大型温室 200 20

合计

86.7万 100

在目前我国保护地农业发展的形势下，应从以下几个方面推进保护地农业的发展: (1) 开发设计适应我国国情的智能化温室。在引进消化国外先进温室技术的情况下，设计开发出低能耗、环境控制水平较高，适应我国经济发展水平，又能满足不同生物气候条件的现代化温室。

(2) 加快关键技术开发。我国温室的覆盖材料差，透光、防尘等常规要求的性能都远低于国外，并且寿命短；环境控制系统基本靠人工经验管理，半机械化操作;温室中无土栽培技术的关键设备营养液配制完全依赖进口。加快我国温室关键技术的开发是我国温室产业走出发展瓶颈的重要一环。

(3) 推进设施农业的产业化进程。我国目前大型温室效益无法体现的最主要原因是未形成规模化、产业化、市场化。应以规模大的龙头企业为突破口，以市场为导向，以科技为依托，科工贸、产供销一条龙，推进设施农业的产业化进程，使设施农业体现出高投入、高产出的高科技行业特色。

(4) 温室相关技术、管理、开发人才的培养。目前我国设施农业的技术开发、管理的高素质人才极度缺乏，温室的关键技术的开发管理与国外水平存在较大差距。加快设施农业高技术人才的培养，是设施农业迈上新台阶的关键。综上国内外保护地农业现状及其发展趋势，可见国内外理论界的学者对保护地农业的研究都仅局限于园艺、生态、产业化等角度，重视保护地农业的种植方法、设施建设等，而对于保护地农业的经济研究较少，特别是在保护地农业经济理论上鲜有研究;在这种形势下，我们将对保护地土地利用特征及其增值问题进行研究。

我国设施农业目前还存在着诸如土地利用率低、盲目引进温室、设施结构不合理、能源浪费严重、运营管理费用高、管理技术水平低、劳动生产率低及单位面积产量低 等诸多问题，但随着社会的进步和科学的发展，我国设施农业的发展将向着地域化、节能化、专业化发展，向着高科技、自动化、机械化、规模化、产业化的工厂型农业 发展，为社会提供更加丰富的无污染、安全、优质的绿色健康食品。

参考文献：

[1]. 陈志国，窦增堂，部和臣.设施农业(InstallmentA griculture)展望.青海农林科技，2002( 1):39-40 [2]. 范海涛.世界设施农业发展现状，温室园艺，2003 (1): 16

[3]部庆炉，王立祥，廖允成，设施农业—多熟集约耕作制度发展的新领域.耕作与栽培，2000(6): 5-7

[4] 过建春，柯佑鹏.世界设施农业的发展及其对海南农业发展的启示.华南热带农业大学学报，2002,8(1):24-28 [5] 杨其长，李宝海.国内外设施农业的现状及我国的对策.农业科技，2001, 23 (2):6-12 [6]成升魁，张秀刚.我国保护地农业及其若千问题研究.资源科学，1994 (2): 27^-33 [7]陶为民.国外设施农业发展的方向和重点.广西农业机械化，2002 (3): 30 [81设施农业现状与发展趋势.北京农业信息网.2002.12

[9]潘锦泉卜我国引进的温室设施及国内温室的发展[J].农业工程学报，19, 5 (2): ^73 [10]范海涛.世界设施农业发展现状，温室园艺，2003 (1): 16

[11]. Raanan Katzir. Farming in the Desert:Advantage sand Limitations Basedon Israel Experience. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2000, 20 (2): 113-117